6 电气工程概论_第六章_电工新技术 ppt课件
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电工技术基础ppt课件
柴油机组 汽油机组
各种形式的电源设备图
任何电源都可以用两种电
源模型来表示，输出电压比较
稳定的，如发电机、干电池、
蓄电池等通常用电压源模型(理
想电压源和一个电阻元件相串
联的形式)表示；US
+
_
R0
（2）电流源
输出电流较稳定的：如光电 池或晶体管的输出端等通常用电流源 模型(理想电流源和一个内阻相并联 的形式)表示。
电气设备的额定值是根据设计、材料及制造工艺等因
素，由制造厂家给出的技术数据。额定值有下标N表示，
如2. 电路的三种工作状态
（1）通路
（2）开路
（3）短路
I＝US÷(RS＋RL)
S
＋ RS
＋ U=US－IRS
—US
—
RL
S I＝0
RS
＋
＋ US
U=US
——
S
RSI＝US/RS ＋
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曾凡峰 制作
电工技术基础
必须指出，电路在进行上述模型化处理时是有条件的： 实际电路中各部分的基本电磁现象可以分别研究，并且相 应的电磁过程都集中在电路元件内部进行。这种电路称为 集中参数元件的电路。
集中参数元件的特征
1. 电磁过程都集中在元件内部进行，其次要因素可以忽略。
如R，L、C这些只具有单一电磁特性的理想电路元件。
2023/10/19
20
曾凡峰 制作
电工技术基础
（2）电感元件
Ψ
L
0
i
电感产品实物图 电感元件图符号 线性电感元件的韦安特性 对线性电感元件而言，任一瞬时，其电压和电流的关系
为微分(或积分)的动态关系，即：
显然，只有电感元件上的电 发流生变化时，电感两端才有电压。因此，我们把电感元件称 为动态元件。动态元件可以储能，储存的磁能为：
电气工程概论全套教学课件
（3）额定短路通断能力不小于线路中可能出现的最大短路电 流。
（4）线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器 整定电流。
（5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压；按使用场合 的需要来确定是否需要带延时。
（6）注意断路器接触方向，母联断路器应选用可在下方进线 的断路器。
（7）注意与其他电器的配合协调，各级断路器的过电流脱扣 器整定值和延时应符合选择性配合要求。
张刘春设计
电簔工程概论
0
第一章绪论
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。
圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷 开关和真空接触器上。
2 横向磁场触头
横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场，它与电弧电 流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动，防止电弧停留 在某一点上，延缓阳极斑点的产生，提高了开断能力。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤（2000），居世界第 三位，比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后，只占国民 经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh（世界排序第25 位）、装机容量1850MW（世界排序第21位）。
2003年，分别增加到19052亿kWh和391GW（皆居世界第二 位），各增大443倍和211倍。
（4）线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器 整定电流。
（5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压；按使用场合 的需要来确定是否需要带延时。
（6）注意断路器接触方向，母联断路器应选用可在下方进线 的断路器。
（7）注意与其他电器的配合协调，各级断路器的过电流脱扣 器整定值和延时应符合选择性配合要求。
张刘春设计
电簔工程概论
0
第一章绪论
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。
圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷 开关和真空接触器上。
2 横向磁场触头
横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场，它与电弧电 流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动，防止电弧停留 在某一点上，延缓阳极斑点的产生，提高了开断能力。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤（2000），居世界第 三位，比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后，只占国民 经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh（世界排序第25 位）、装机容量1850MW（世界排序第21位）。
2003年，分别增加到19052亿kWh和391GW（皆居世界第二 位），各增大443倍和211倍。
电气工程及其自动化专业导论-第6章 电工理论与新技术
电气工程及其自动化专业导论
哈尔滨理工大学
电气工程及其自动化专业导论
目录
第1章 电气工程及其本科教育 第2章 电机电器及其系统 第3章 电力系统及其自动化 第4章 电力电子与电力传动 第5章 高电压与绝缘技术 第6章 电工理论与新技术
第6章 电工理论与新技术
第六章目录
6.1 电工理论与新技术的主要内容 6.2 电工理论研究进展 6.3 新能源技术 6.4 无线电能传输 6.5 超导电力技术 6.6 磁悬浮技术 6.7 脉冲功率技术 6.8 生物电磁学 6.9 微机电系统 6.10 电工新技术展望
场与物质相互作用问题。
第6章 电工理论与新技术
6.2 电工理论研究进展
6.2.3 电工理论发展方向
2. 电网络 超宽带信号采集理论与系统 模拟及模数混合信号电路设计、测试与故障诊断 电路设计与测试自动化 宽频电暂态的建模与分析 非线性电路分析与设计理论 基于计算机科学、物理学、人工智能新成果的电路建模、分析、设计和诊断技术 智能电网数据分析与处理 学科拓展与交叉研究领域
题，深化研究各类电磁场数值计算方法，提高求解大规模工程实际问题的能力。 新型磁性材料建模方法：针对新型磁性材料的快速发展，深入研究磁性材料磁化与损耗的建
模方法；针对电工设备节能优化设计需要，深入研究磁性材料的磁化与损耗特性机理。 电磁场与物质的相互作用：主要研究高电压、大电流、强功率条件下的特定电磁装置中电磁
第6章 电工理论与新技术
6.3 新能源技术
6.3.1新能源发电
太阳能发电的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射转化为电能。太阳能发电由于无污染 、无噪声、运行维护简单、应用环境几乎不受地域影响，资源总量非常丰富，因此一直以来受到 人们的青睐，还被认为是新世纪的主要能源。
哈尔滨理工大学
电气工程及其自动化专业导论
目录
第1章 电气工程及其本科教育 第2章 电机电器及其系统 第3章 电力系统及其自动化 第4章 电力电子与电力传动 第5章 高电压与绝缘技术 第6章 电工理论与新技术
第6章 电工理论与新技术
第六章目录
6.1 电工理论与新技术的主要内容 6.2 电工理论研究进展 6.3 新能源技术 6.4 无线电能传输 6.5 超导电力技术 6.6 磁悬浮技术 6.7 脉冲功率技术 6.8 生物电磁学 6.9 微机电系统 6.10 电工新技术展望
场与物质相互作用问题。
第6章 电工理论与新技术
6.2 电工理论研究进展
6.2.3 电工理论发展方向
2. 电网络 超宽带信号采集理论与系统 模拟及模数混合信号电路设计、测试与故障诊断 电路设计与测试自动化 宽频电暂态的建模与分析 非线性电路分析与设计理论 基于计算机科学、物理学、人工智能新成果的电路建模、分析、设计和诊断技术 智能电网数据分析与处理 学科拓展与交叉研究领域
题，深化研究各类电磁场数值计算方法，提高求解大规模工程实际问题的能力。 新型磁性材料建模方法：针对新型磁性材料的快速发展，深入研究磁性材料磁化与损耗的建
模方法；针对电工设备节能优化设计需要，深入研究磁性材料的磁化与损耗特性机理。 电磁场与物质的相互作用：主要研究高电压、大电流、强功率条件下的特定电磁装置中电磁
第6章 电工理论与新技术
6.3 新能源技术
6.3.1新能源发电
太阳能发电的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射转化为电能。太阳能发电由于无污染 、无噪声、运行维护简单、应用环境几乎不受地域影响，资源总量非常丰富，因此一直以来受到 人们的青睐，还被认为是新世纪的主要能源。
6 电气工程概论_第六章_电工新技术 ppt课件
图6-19 磁流体发电原理与试验装置（日本）
电气工程专业导论
23
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-20 磁流体发电用超导磁体 （中国科学研究院电工研究所）
电气工程专业导论
24
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
五、磁流体推进技术
➢ 磁流体推进船
电气工程专业导论
19
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-17 托克马克装置原理 （环形核聚变反应装置）
电气工程专业导论
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ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-18 基于托克马克的核聚变电站原理
电气工程专业导论
21
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但这种 发电方式的热效率很低，最高只有40%。磁流体发电的热 效率可以从火力发电的30-40%提高到50-60%甚至更高。
磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将 热能直接转化为电能的新型发电方式。
电气工程专业导论
22
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
36
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➢ 永磁磁悬浮列车
图6-34 德国柏林永磁半悬浮列车
电气工程专业导论
37
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八、燃料电池技术
燃料电池的雏形是1839年由英国科学家格罗夫 （William Robert Grove，1811-1896）提出 的（当时称为“气体伏打电池”）。
电气工程概论 ppt课件
a ej1 2 0 1 2j2 3,a 2。 ej1 2 0 1 2j2 3
2021/2/21
36
➢ 由于U相接地，其对地电容CU被短接，所以U相 对地电容电流变为零。
➢ V、W相对地电容电流分别为
IC VU jX V V j3C U U e j1 5 03C U U e j6 0 （1-7）
2021/2/21
5
1.发电厂 生产电能的工厂，把不同形式的一次能源转
换成电能。
➢ 分类：据所利用能源的种类不同，可将发电厂 分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、 风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和潮 汐发电厂等。
➢ 发电厂举例
2021/2/21
6
2.变电所 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起
16
➢ 理想的三相交流电力系统中，三相电压应有相同的 幅值，且顺时针按U、V、W顺序互成120°，这样 的系统就是三相平衡的系统。
➢ 电力系统实际运行中，由于三相负荷大小不等或系 统三相阻抗不对称等因素的存在，使得电力系统三 相电压处于不平衡运行状态。
➢ 三相电压不平衡用电压负序分量（顺时针按U、W、
3
一、电力系统的组成
电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路 和电力用户连接而成的统一整体，包含着电能 的生产、输送、分配和使用。
电力系统加上发电厂的动力部分，如汽轮机、 水轮机、锅炉、水库、反应堆等，称之为动力 系统。
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
2021/2/21
4
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
变压器T2：高压侧绕组额定电压为220kV， 中压侧绕组的额定电压为121kV，低压侧绕组 的额定电压为11kV或10.5kV；
2021/2/21
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➢ 由于U相接地，其对地电容CU被短接，所以U相 对地电容电流变为零。
➢ V、W相对地电容电流分别为
IC VU jX V V j3C U U e j1 5 03C U U e j6 0 （1-7）
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1.发电厂 生产电能的工厂，把不同形式的一次能源转
换成电能。
➢ 分类：据所利用能源的种类不同，可将发电厂 分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、 风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和潮 汐发电厂等。
➢ 发电厂举例
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2.变电所 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起
16
➢ 理想的三相交流电力系统中，三相电压应有相同的 幅值，且顺时针按U、V、W顺序互成120°，这样 的系统就是三相平衡的系统。
➢ 电力系统实际运行中，由于三相负荷大小不等或系 统三相阻抗不对称等因素的存在，使得电力系统三 相电压处于不平衡运行状态。
➢ 三相电压不平衡用电压负序分量（顺时针按U、W、
3
一、电力系统的组成
电力系统就是由发电厂、变电所、输配电线路 和电力用户连接而成的统一整体，包含着电能 的生产、输送、分配和使用。
电力系统加上发电厂的动力部分，如汽轮机、 水轮机、锅炉、水库、反应堆等，称之为动力 系统。
图1-1 电力网、电力系统和动力系统
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图1-1 电力网、电力系统和动力系统
变压器T2：高压侧绕组额定电压为220kV， 中压侧绕组的额定电压为121kV，低压侧绕组 的额定电压为11kV或10.5kV；
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电气工程概论 第六章 电工新技术(一)
短定子异步电机驱动是单边励磁，地面设备简单经济，但须接触网/轨， 效率较低，速度低。 长定子同步电机驱动是双边励磁，地面设备复杂，成本高，无需接触网/ 轨，效率高，速度高。
电气工程概论 28
1.日本超导磁悬浮列车技术
车载超导磁体
动 力 集 成 绕 组
感 应 导动 磁力 铁集 成 超
驱动列车行驶
悬 浮 超 导 磁 铁
电气工程概论
7
6.2.2 超导技术的应用
一.超导电机
绕组由实用超导线绕制成的电机。具有功率密度大、 效率高等优点。
83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
电气工程概论 8
超导线在临界温度Tc、临界磁场强度Hc和临界电流密度 Jc值以内时,具有超导性,其电阻为零。 超导电机绕组的电阻损耗降为零，既解决了电枢绕组发热、 温升问题，又使电机的效率大为提高。 更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高， 使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可以比传统常 规电机提高几倍到几十倍。这样，就大大提高了电机的功率 密度，降低电机的重量、体积和材料消耗。
第6章 电工新技术
电气工程概论
1
主要内容：
了解电工新技术的发展趋势； 了解超导电工技术； 了解聚变电工技术； 了解磁流体发电技术； 了解磁流体推进技术； 了解可再生能源发电技术； 了解磁悬浮列车技术； 了解燃料电池技术； 了解飞轮储能技术； 了解脉冲功率技术； 了解微机电系统。
电气工程概论 2
6.1 电工新技术的发展趋势
电气工程概论 21
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
（磁 图悬 片浮 资列 料车 ）的 原 理 和 应 用
22
超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
电气工程概论 28
1.日本超导磁悬浮列车技术
车载超导磁体
动 力 集 成 绕 组
感 应 导动 磁力 铁集 成 超
驱动列车行驶
悬 浮 超 导 磁 铁
电气工程概论
7
6.2.2 超导技术的应用
一.超导电机
绕组由实用超导线绕制成的电机。具有功率密度大、 效率高等优点。
83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
电气工程概论 8
超导线在临界温度Tc、临界磁场强度Hc和临界电流密度 Jc值以内时,具有超导性,其电阻为零。 超导电机绕组的电阻损耗降为零，既解决了电枢绕组发热、 温升问题，又使电机的效率大为提高。 更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高， 使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可以比传统常 规电机提高几倍到几十倍。这样，就大大提高了电机的功率 密度，降低电机的重量、体积和材料消耗。
第6章 电工新技术
电气工程概论
1
主要内容：
了解电工新技术的发展趋势； 了解超导电工技术； 了解聚变电工技术； 了解磁流体发电技术； 了解磁流体推进技术； 了解可再生能源发电技术； 了解磁悬浮列车技术； 了解燃料电池技术； 了解飞轮储能技术； 了解脉冲功率技术； 了解微机电系统。
电气工程概论 2
6.1 电工新技术的发展趋势
电气工程概论 21
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
（磁 图悬 片浮 资列 料车 ）的 原 理 和 应 用
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超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
电气工程概论第六章
a I a a Ib I 1 c
2
运算子
ae
j120
第五节
简单不对称短路计算
暂态
由上式可以得出正序、负序、零序三组对称分量
矩阵形式 可以用反变换求出 三相不对称的相量
I120 SIabc
Iabc S I120
1
第五节
简单不对称短路计算
暂态
第一节
概述
暂态
短路电流对电力系统将产生极大的危害，主 要有以下方面：
(1)短路电流的热效应使设备急剧发热，持续时间过长就可 能导致设备过热损坏； (2)短路电流将产生很大的电动力，可能使设备永久变形或 严重损坏； (3)短路将引起系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常 工作； (4) 短路情况严重时，可能使电力系统的运行失去稳定， 造成电力系统解列，甚至崩溃，引起大面积停电； (5)不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响正常工作。
暂态
在标幺制中，三相电路计算公式与单 相电路的计算公式完全相同。
工程计算中，通常选定功率基准值Sd和电压 基准值Ud，这时，电流和阻抗的基准值分别为
2 Ud Ud Zd 3I d S d Sd Id 3U d
S U I U Z I
第二节
标幺值
暂态
电力系统计算中有时采用一些物理量的相对 值来进行计算，这些相对值就叫作标幺值。
一、标幺值
有名值（任意单位） 标幺值 基准值（与有名值同单 位）
Z Z Z d ( R j X ) Z d R j X U U U d I I I d S S Sd ( P j Q) Sd P j Q
电气工程新技术课程PPT课件
10
新型无线传能技术及应用-分类及原理
布朗的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波传输系统
在地面上，传输装置大概分成三 部分：微波源，发射天线，接收 天线三部分。微波源内有磁控管； 微波源输出的能量通过同轴电缆 连接至和波导管之间的适配器上； 亚铁酸盐的循环器连接在波导管 上,使波导管和发射天线相匹配。 硅控整流二极管天线用来收集微 波并把它转换成直流电，这种天 线 在 2.45GHz 测 试 时 曾 经 达 到 甚 至超过90%的效率。
诺贝尔物理学奖自创立开始的三十年里，尼古拉·特斯拉一 个人就被评选出九次，与爱迪生一起二次，而他把这十一次 的诺贝尔奖全部让贤。
4
新型无线传能技术及应用-发展历史
1908年6月30日，通古斯大爆炸：爆炸产生的能量相当于广岛原
子弹的1000倍，超过2150平方公里内的6千万棵树焚毁倒下。此
事件与3000多年前印度的死丘事件及1626年5月30日北京的王恭
9
新型无线传能技术及应用-分类及原理
2.电磁辐射 远场就是远远大于发射接收设备尺寸的千米计的电能传输 距离。对于远距离输电，现在主要都是有线高压传输。然 而，远距离有线传输成本高，能量损失大，消耗资源多， 所以，电能远距离无线传输势必会成为发展的趋势。远场 电能传输，有普通的地面电能传输，有太空-地面-地面电 能传输等几个应用。
8
新型无线传能技术及应用-分类及原理
它利用了感应耦合系统和电力电子技术相结合的方法， 实现了电能的无物理连接传输。它将系统的变压器的紧 密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在具有不同磁性 的结构上,实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不 需物理连接。
感应耦合技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离 能量传输效率高，可高达99%。但是缺点在于传输距离近， 对位移和频率变化的稳定性差。需要一次、二次线圈尽 量保持在对齐状态，一旦出现相对位移，效率会急剧下 降，而且电磁污染较严重。可以应用于传输功率不大， 相对位置基本不变的场合，例如手机无线充电，电磁炉 等。
新型无线传能技术及应用-分类及原理
布朗的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波传输系统
在地面上，传输装置大概分成三 部分：微波源，发射天线，接收 天线三部分。微波源内有磁控管； 微波源输出的能量通过同轴电缆 连接至和波导管之间的适配器上； 亚铁酸盐的循环器连接在波导管 上,使波导管和发射天线相匹配。 硅控整流二极管天线用来收集微 波并把它转换成直流电，这种天 线 在 2.45GHz 测 试 时 曾 经 达 到 甚 至超过90%的效率。
诺贝尔物理学奖自创立开始的三十年里，尼古拉·特斯拉一 个人就被评选出九次，与爱迪生一起二次，而他把这十一次 的诺贝尔奖全部让贤。
4
新型无线传能技术及应用-发展历史
1908年6月30日，通古斯大爆炸：爆炸产生的能量相当于广岛原
子弹的1000倍，超过2150平方公里内的6千万棵树焚毁倒下。此
事件与3000多年前印度的死丘事件及1626年5月30日北京的王恭
9
新型无线传能技术及应用-分类及原理
2.电磁辐射 远场就是远远大于发射接收设备尺寸的千米计的电能传输 距离。对于远距离输电，现在主要都是有线高压传输。然 而，远距离有线传输成本高，能量损失大，消耗资源多， 所以，电能远距离无线传输势必会成为发展的趋势。远场 电能传输，有普通的地面电能传输，有太空-地面-地面电 能传输等几个应用。
8
新型无线传能技术及应用-分类及原理
它利用了感应耦合系统和电力电子技术相结合的方法， 实现了电能的无物理连接传输。它将系统的变压器的紧 密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在具有不同磁性 的结构上,实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不 需物理连接。
感应耦合技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离 能量传输效率高，可高达99%。但是缺点在于传输距离近， 对位移和频率变化的稳定性差。需要一次、二次线圈尽 量保持在对齐状态，一旦出现相对位移，效率会急剧下 降，而且电磁污染较严重。可以应用于传输功率不大， 相对位置基本不变的场合，例如手机无线充电，电磁炉 等。
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电气工程专业导论
7
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
二、超导电工技术（续）
图6-4 超导体的完全抗磁性现象
电气工程专业导论
8
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
二、超导电工技术（续） 2. 超导技术的应用
➢ 超导电机
图6-5 83MW超导发电机超导转子（左）与试验车间（日本）
电气工程专业导论
1
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一、电工新技术的发展趋势
新理论、新原理 基
放等 电 直 电离 磁 线
础 物子 流 电
理体 体 机 物力 理学
新材料
超永半 导磁导 材材体 料料材
料
新技术
微计 电算 子机
主 放核磁 磁磁
要 电聚流 流悬
分 应变体 体浮
支用
电气工程专业导论
18
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
三、 聚变电工技术
与裂变反应堆主要依靠核工技术与热工技术的 结合而发展起来的历史不同，聚变反应堆的发展 主要依赖于核工技术与电工新技术的结合，因为 需要的关键技术超导技术、大体积强磁场技术、 大能量脉冲电源技术、辅助加热技术、等离子体 控制技术都属于电工新技术。
电气工程专业导论
13
➢ 超导输电
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图6-12 2000A高温超导电缆结构 云电英纳超导电缆公司
电气工程专业导论
14
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
图6-13 30m长、35kV、2kA高温超导电缆 云电英纳超导电缆公司
图6-8 300kW超导单极电动机 （武汉712所等）
图6-9 由超导电动机作动力 的吊舱式螺旋推进器 （图片来源：ABB公司）
电气工程专业导论
12
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➢ 超导变压器
图6-10 500kW, 6600/3300V 图6-11 26kW高温超导变压器 高温超导变压器（日本） （中国科学院电工研究所等）
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二、超导电工技术（续）
图6-3 液氮温区高温超导材料——Bi系带材
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二、超导电工技术（续）
1. 超导现象 2. 1911年荷兰科学家昂纳斯（H. Kamerlingh Onnes）在
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第六章 电工新技术
一、 电工新技术的发展趋势 二、 超导电工技术 三、 聚变电工技术 四、 磁流体发电技术 五、 磁流体推进技术 六、 可再生能源发电 七、 磁悬浮列车技术 八、 燃料电池技术 九、 飞轮储能系统 十、 脉冲功率技术 十一、微机电系统
四 、磁流体发电技术
当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但这种 发电方式的热效率很低，最高只有40%。磁流体发电的热 效率可以从火力发电的30-40%提高到50-60%甚至更高。
磁流体发电是将高温导电燃气或液体与磁场相互作用而将 热能直接转化为电能的新型发电方式。
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测量低温下水银电阻率的时候发现，当温度降到-269℃附 近，水银的电阻突然消失。
3. 超导态的两个基本性质：
4. 一是零电阻效应； 5. 二是完全抗磁性，又称迈斯纳（Meissner）效应，即
在磁场中超导体只要处于超导态，则它内部产生的磁化 强度与外磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零， 即磁力线完全被排斥在超导体外面。
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➢ 超导储能
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图6-14 超导储能装置的储能线圈 图6-15 2 MJ超导储能设备 （德国）
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➢ 超导磁悬浮列车
图6-16 日本超导磁悬浮列车
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➢ 超导在电气工程领域的其他应用 超导电磁线圈：应用于托克马克装置、磁流体发电机等； 超导磁悬浮轴承：无机械摩擦，稳定好。
总之，超导电工已由最初的超导磁体技术扩展到了包括超 导电力应用与强磁场应用等领域，随着低温超导技术和高 温超导技术的不断发展，特别是如果实现了临界温度达到 室温的实用超导体，将带来革命性的改观。
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图6-17 托克马克装置原理 （环形核聚变反应装置）
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图6-18 基于托克马克的核聚变电站原理
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是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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二、超导电工技术
图6-2 液氦温区低温超导材料——NbTi导线
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图6-6 5MW船用高温超导推进电动机
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图6-7 5MW船用高温推进电动机结构图
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发 推列 电 进车
超 永磁 光 电
导 电机 电 力
电 工
与磁 体
应 用
电 子
微 电 数 控 电工 电 磁
子 专 与 机 装置 场 数
用 设 电控 CAD 值 计
备制
算
图6-1 电工新技术的分类
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• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你